SCR disparos

Apagado de un SCR

Una vez que un SCR ha sido disparado, no es necesario continuar el flujo de corriente de compuerta. Mientras la corriente continué fluyendo a través de las terminales principales, de ánodo a cátodo, el SCR perrnanecerá en ON. Cuando la corriente de ánodo a cátodo (IAK) caiga por debajo de un valor mínimo, llamado corriente de mantenimieno, simbolizada IH el SCR se apagara. Para la mayoría de los SCR de tamaño mediano, la corriente de mantenimiento IH es alrededor de 10 mA. Para que el dispositivo interrumpa la conducción de la corriente que circula a través del mismo, ésta debe disminuir por debajo del valor IH. Hay dos métodos básicos para provocar la apertura el dispositivo: interrupción de corriente anódica y conmutación forzada, pero hay otras que también se usan. En la Figura se observa cómo la corriente anódica puede ser cortada mediante un interruptor. El interruptor en serie simplemente reduce la corriente a cero y hace que el SCR deje de conducir. El interruptor en paralelo desvía parte de la corriente del SCR, reduciéndola a un valor menor que IH.

En el método de conmutación forzada, se introduce una corriente opuesta a la conducción en el SCR. Esto se realiza cerrando un interruptor que conecta una batería en paralelo al SCR y de polaridad opuesta. Un método muy peculiar es disminuir la corriente del circuito por abajo de la corriente de mantenimiento.

Métodos de disparo

Para que se produzca el cebado de un tiristor, la unión ánodo - cátodo debe estar polarizada en directo y la señal de mando debe permanecer un tiempo suficientemente larga como para permitir que el tiristor alcance un valor de corriente de ánodo mayor que IL, corriente necesaria para permitir que el SCR comience a conducir. Para que, una vez disparado, se mantenga en la zona de conducción deberá circular una corriente mínima de valor IH, marcando el paso del estado de conducción al estado de bloqueo directo.

Los distintos métodos de disparo de los tiristores son:

- Por puerta.

- Por módulo de tensión.

- Por gradiente de tensión (dV/dt)

- Disparo por radiación.

- Disparo por temperatura.

El modo usado normalmente es el disparo por puerta. Los disparos por módulo y gradiente de tensión son modos no deseados.

Disparo por puerta.

Es el proceso utilizado normalmente para disparar un tiristor. Consiste en la aplicación en la puerta de un impulso positivo de intensidad, entre los terminales de puerta y cátodo a la vez que mantenemos una tensión positiva entre ánodo y cátodo.

- El valor requerido de VT necesario para disparar el SCR es: VT = VG + IG × R

- R viene dada por la pendiente de la recta tangente a la curva de máxima disipación de potencia para obtener la máxima seguridad en el disparo

R = VFG / IFG

Disparo por módulo de tensión.

Es el debido al mecanismo de multiplicación por avalancha. Esta forma de disparo no se emplea para disparar al tiristor de manera intencionada; sin embargo ocurre de forma fortuita provocada por sobre tensiones anormales en los equipos electrónicos.

Disparo por gradiente de tensión.

Una subida brusca del potencial de ánodo en el sentido directo de conducción provoca el disparo. Este caso más que un método, se considera un inconveniente.

Disparo por radiación.

Está asociado a la creación de pares electrón-hueco por la absorción de la luz del elemento semiconductor. El SCR activado por luz se llama LASCR.

Disparo por temperatura.

El disparo por temperatura está asociado al aumento de pares electrón - hueco generados en las uniones del semiconductor. Así, la suma de las corrientes tiende rápidamente al aumentar la temperatura. La tensión de ruptura permanece constante hasta un cierto valor de la temperatura y disminuye al aumentar ésta.

El Rectificador Controlado de Silicio SCR puede hacer varias funciones:

· Función de rectificación controlada: consiste en utilizar la propiedad de funcionamiento unidireccional del dispositivo, que se comporta así de modo análogo a un diodo.

· Función de interruptor: permite la sustitución de contactos mecánicos.

· Función de regulación: la posibilidad de ajustar de forma precisa el instante de cebado del tiristor permite controlar la potencia ó la corriente media de salida.

· Función de amplificación: la corriente de la señal de control puede ser muy débil si se compara con la corriente principal; existe, pues, un fenómeno de amplificación en corriente o en potencia. Esta “ganancia” puede utilizarse en ciertas aplicaciones.

Un SCR es disparado por un pulso corto de corriente aplicado a la compuerta. Esta corriente de compuerta (IG) fluye por la unión entre la compuerta y el cátodo, y sale del SCR por la terminal del cátodo. La cantidad de corriente de compuerta necesaria para disparar un SCR en particular se simboliza por IGT. Para dispararse, la mayoría de los SCR requieren una corriente de compuerta entre 0.1 y 50 mA (IGT = 0.1 - 50 mA). Dado que hay una unión pn estándar entre la compuerta y el cátodo, el voltaje entre estas terminales (VGK) debe ser ligeramente mayor a 0.6 V. En la figura S1 se muestran las condiciones que deben existir en la compuerta para que un SCR se dispare, la unión ánodo - cátodo debe estar polarizada en directo y la señal de mando debe permanecer un tiempo suficientemente larga como para permitir que alcance un valor de corriente de ánodo mayor que la corriente de mantenimieno, corriente necesaria para permitir que el SCR comience a conducir.